La biodiversidad vegetal es invaluable porque equilibra los ecosistemas, protege las cuencas hidrográficas, mitiga la erosión, modera el clima, brinda refugio a los animales, y es un recurso para nuevos cultivos alimentarios y medicinas.

Las primeras plantas vasculares evolucionaron hace unos 420 millones de años. Actualmente se conocen más de 350 mil especies de plantas vasculares, pero hay muchos más actores en el escenario que papeles que se pueden interpretar.

En un nuevo artículo, Roderick Hunt de la Universidad de Exeter y Ric Colasanti de la Universidad de Bournemouth intentan encontrar un conjunto mínimo de condiciones y procesos que puedan sustentar una alta biodiversidad vegetal a largo plazo.

Para representar la vida vegetal, los autores utilizaron 19 tipos funcionales, cada uno de los cuales representa un amplio grupo de especies de plantas que comparten el mismo papel dentro de la función del ecosistema. Los tipos funcionales se representan mediante el Clasificación C–S–R de especies de plantas: C (competidor), S (tolerante al estrés) y R (ruderal). Hay muchos intermedios, pero en cada uno de los tres extremos Competitivo las plantas tienen una alta probabilidad de crecimiento vegetativo en condiciones de alto recurso y baja perturbación; tolerante al estrés las plantas tienen una alta probabilidad de sobrevivir con pocos recursos y poca perturbación; y ruderales las plantas tienen una alta probabilidad de crecimiento a partir de semillas en condiciones de altos recursos y alta perturbación. No hay tipos de plantas que puedan sobrevivir con pocos recursos y mucha perturbación. Cada uno de los 19 tipos funcionales ocupa su propia parte característica del espacio de la RSC.

Los autores utilizaron métodos de modelado de autómatas celulares (CA) para encontrar un conjunto mínimo de condiciones y procesos que puedan soportar una alta biodiversidad a largo plazo. El CA caracteriza el crecimiento, mantenimiento y regeneración de cada tipo de planta con respecto a su sensibilidad a la variación en la disponibilidad de recursos y perturbaciones físicas.

“Teorizamos que serían necesarios tres impulsores para apoyar la diversidad de plantas”, dice Hunt. “Estos fueron la existencia de una variedad de tipos funcionales, la heterogeneidad en la disponibilidad de recursos y la perturbación, y la invasión de propágulos de una fuente externa”.

Las simulaciones comenzaron con plantas virtuales que representaban los 19 tipos funcionales en proporciones iguales. Los impulsores ambientales en forma de recursos y perturbaciones se aplicaron al azar, solos o en combinación, durante 1,000 ciclos de vida para determinar si cada planta mantendría su presencia, crecería o disminuiría. Se midió la biodiversidad de cada resultado.

El modelo CA confirmó que los patrones realistas a largo plazo de la biodiversidad vegetal podrían sostenerse al incluir una gama de tipos funcionales, al manipular los recursos y las perturbaciones externas, y al permitir la invasión de propágulos. Si bien cada uno de estos impulsores fue capaz individualmente de promover la biodiversidad de las plantas temporalmente, los tres fueron necesarios simultáneamente para su mantenimiento a largo plazo.

“El modelado por computadora nos permite reproducir dinámicas comunitarias complejas durante una multiplicidad de generaciones. Rara vez es posible explorar la aparición de procesos evolutivos de alto nivel como estos en el mundo físico”, explica Hunt.